化工工艺概论教学大纲.doc

《化工工艺概论》教学大纲
课程类别：专业核心课
总学时：72学时
开课学期与学时分配：第三学期 每周6学时
适用专业及层次：化学工程与工艺 专科
先修课程：物理化学，化工原理
一、课程性质与任务
本课程是应用化工专业专科生的必修课和骨干专业课。本课程从化工生产的工艺角度出发，运用化工过程的基础原理，阐明化工工艺的基本概念和基本理论，介绍典型的化工生产过程的工业应用，典型流程与关键设备，工艺条件与节能降耗分析。通过本课程学习，培养学生应用已学过的基础理论解决实际工程问题的能力，使学生了解当今化学工业概貌及其发展方向；掌握化工过程的基本原理，典型工艺过程的方法，原理，流程及工艺条件；了解化工生产中的设备材质，安全生产，三废治理等问题。以便学生在以后的生产与开发研究工作中开拓思路，触类旁通，灵活应用，并初步具备开发新技术，新工艺，新产品和新设备的能力，以降低生产过程中的物料消耗和能量消耗，提高经济效益，更好地满足社会需要。
二、课程的基本要求
理解化工生产过程的基本概念和基本知识、化工生产原料及产品网络知识；掌握化工生产过程工艺条件的选择和工艺流程的配置与评价；并掌握典型化工生产过程的原理与工艺。了解化工过程中的安全与三废处理问题和技术经济方面的知识。
三、教学时数分配
章次
讲授内容
讲授时数
总计时数
第一章
绪论
2
2
第二章
化学工业的资源路线和主要产品
12
12
第三章
化工生产过程基本知识
10
10
第四章
化工生产过程工艺条件分析
16
16
第五章
典型的化工生产过程选介
36
36
第六章
化工生产工艺流程
10
10
第七章
化工安全级“三废”处理
12
12
合计

98
98
四、教学内容
第一章 绪论
教学目标：了解化学工业的分类、发展史；理解化学工业在国民经济中的地位与作用
掌握现代化学工业的特点、课程的主要内容和体系。
教学重点：化学工业及其地位、分类；现代化学工业的生产特点；化学工业发展史。
教学难点：介绍化学工业发展史以及化学工业在国民经济中的地位和作用，使学生认识到化工工艺在化工生产、科研中的主导地位，激发其学习热情。
第一节 化学工业在国民经济中的地位与作用
第二节 化学工业的发展概况
一、 化学工业的发展简史
二、 化学工业的分类
三、 现代化学工业的特点
第三节 本课程的性质、任务、主要内容和学习方法

第二章 化学工业的资源路线和主要产品
教学目标：了解化工资源概况，再生资源的开发利用方法和途径；理解化学工业生产的多方案性、资源的综合利用方法和途径；掌握化工原料、化工产品、干馏、催化重整、加氢裂化、热裂解等基本概念和主要化工资源的产品网络。
教学重点：化学工业主要产品网络；矿产资源的化工利用；化工生产的多方案性。
教学难点：化工资源的综合利用原则和方法
第一节 化工资源概况
一、 世界资源结构及利用现状
二、 我国的资源状况
第二节 化学工业主要产品网络
一、 煤化工产品
二、 石油化工产品
三、 天然气化工产品
四、 农林副产品的化工利用
第三节 资源的综合利用
第四节 化工生产的多方案性
一、 原料的选择
二、 生产路线的选择
三、 产品的选择
第三章 化工生产过程基本知识
教学目标：了解催化剂的制备方法；理解催化剂的组成、活化与中毒，工艺技术经济评价的方法；掌握转化率、产率、生产能力等基本概念，催化剂的特征、性能与使用，物料衡算、能量衡算的基本方法。
教学重点：化工生产中常用指标的基本概念；催化剂基本特征，组成和性能指标；化工生产过程的物料衡算和热量衡算。
教学难点：催化剂的活化与再生；运用物料衡算和热量衡算的基础知识进行生产过程进行经济成本评价；
第一节 化工生产过程的常用指标与经济评价
一、 转化率、选择性和收率
二、 生产能力与生产强度
三、 工艺技术经济评价指标
第二节 工业催化
一、 催化剂的基本特征
二、 催化剂的组成及性能指标
三、 催化剂的使用
四、 固体催化剂制备方法的简介
五、 工业催化剂使用实例
第三节 物料衡算和热量衡算
一、 物料衡算
二、 热量衡算
第四章 化工生产过程的工艺条件分析
教学目标：了解自动化工艺控制的方法与实例；理解温度、压力、催化剂等工艺因素对化学反应速率的影响；掌握化学反应的可行性分析、难易程度分析、化学反应限度的分析、工艺条件选择与确定。
教学重点：工艺条件的热力学和动力学因素分析；基本工艺条件的一般选择方法；乙苯催化脱氢制苯乙烯；二氧化硫催化氧化制三氧化硫。
教学难点：对化工生产过程进行热力学和动力学分析。
第一节 化工生产过程的热力学分析
一、 化学反应的可行性分析
二、 反应体系中反应难易程度的分析
第二节 化工生产过程的热力学分析
一、 温度对化学反应速率的影响
二、 催化剂对反应速率的影响
三、 浓度对反应速率的影响
四、 压力对反应速率的影响
第三节 工艺条件的分析与选择
一、 温度
二、 压力
三、 原料配比
四、 停留时间
第四节 化工生产工艺控制
一、 温度
二、 压力
三、 流量
第五节 工艺条件的选择与控制实例
一、 乙苯催化脱氢制苯乙烯
二、 二氧化硫催化氧化制三氧化硫
第五章 典型的化工生产过程选介
教学目标：理解单元反应的原理及工艺影响因素，掌握化工生产过程的概念及操作方式；烃类裂解、氧化、羟基化、聚合、离子交换、芳烃转化等单元反应过程的特点及工业应用。
教学重点：乙烯氧氯化法的基本原理和工艺过程，平衡氧氯化法
教学难点：以工程的观念、经济的观点和市场的观念，选择合适的工艺生产方法。
第一节 概述
一、 化工生产过程的概念
二、 化工过程的操作方式
第二节 烃类热裂解过程
一、 烃类热裂解过程的概念
二、 烃类热裂解过程的工业应用
三、 烃类热裂解过程的基本原理
四、 烃类热裂解过程的工艺条件
五、 烃类热裂解工艺过程
六、 乙烯工业的发展趋势
第三节 氧化过程
一、 氧化过程的概念
二、 氧化过程在工业生产中的应用
三、 氧化过程的基本原理
四、 乙烯催化氧化制环氧乙烷过程
五、 生产环氧乙烷的技术进展
第四节 羟基化过程
一、 羟基化过程的基本概念
二、 羟基化过程的工业应用
三、 羟基化过程的基本原理
四、 丙烯羟基化合成丁/辛醇过程
五、 羟基化过程的技术进展
第五节 聚合过程
一、 聚合过程的基本概念
二、 聚合过程的工业应用
三、 聚合过程的基本原理
四、 高压法生产聚乙烯
五、 聚合过程的研究方向
第六节 芳烃生产过程
一、 芳烃生产过程的概念
二、 催化重整生产芳烃
三、 芳烃转化的应用
四、 C8芳烃的分离
五、 芳烃生产技术发展
第七节 离子交换过程
一、 离子交换过程的概念
二、 离子交换过程的工业应用
三、 离子交换过程的基本原理
四、 离子交换法制备软水和无盐水的过程
五、 离子交换过程的技术进展
第六章 化工生产过程工艺流程
教学目标：了解氨合成的工艺流程、聚氯乙烯生产工艺流程的特点；理解工艺流程配置方法及评价原则；掌握化工工艺流程的组成。
教学重点：工艺流程的配置；工艺流程的分析、评价与优化；合成氨与聚氯乙烯工艺流程解析。
教学难点：工艺流程评价原则和方法的分析与应用
第一节 概述
一、 工艺流程的组成
二、 工艺流程图
第二节 工艺流程的配置
一、 工艺流程配置的一般原则
二、 工艺流程配置的方法
第三节 工艺流程的分析、评价与优化
一、 技术的先进性、适用性和可靠性
二、 经济合理性
三、 工业生产的科学性
四、 操作控制的安全性
第四节 典型工艺流程解析
一、 氨合成工艺流程解析
二、 氯乙烯悬浮法聚合生产聚氯乙烯工艺流程解析
第七章 化工安全及“三废”处理
教学目标：了解化工生产中常见的有关燃料、爆炸、压力容器、工业毒物、化学灼伤、噪声、辐射、三废等相关基本概念；理解火灾、爆炸、中毒、化学灼伤、噪声、辐射危害以及化工企业的预防手段；理解三废处理基本过程原理。
教学重点：化工生产防火防爆技术；工业毒物的危害与防护；压力容器安全技术；劳动保护技术常识；化工“三废”的污染与治理。
教学难点：通过所学基本知识能对化工安全隐患及三废处理提出合理化的意见，能分析危险源和对有关灾害能提出初步解决方案。
第一节 化工生产防火防爆技术
一、 燃烧与爆炸
二、 防火防爆措施
三、 消防灭火技术
第二节 压力容器的安全技术
一、 压力容器的定义与分类
二、 压力容器的设计、制造机安装
三、 化工压力容器的安全问题
四、 化工压力容器安全装置的设置
五、 化工压力容器安全装置操作要点
第三节 工业毒物的危害及防护
一、 工业毒物主要存在的形式
二、 工业毒物的毒性指标与分级
三、 工业毒物侵入人体的途径
四、 具体中毒危险物分析
五、 化学性中毒患者处理原则
六、 防范措施
第四节 劳动保护技术常识
一、 化学灼伤及其防护
二、 噪声的危害与预防
三、 辐射的危害与防护
第五节 化工“三废”的污染与治理
一、 化工“三废”的 来源、分类和排放标准
二、 “三废”的处理和利用
三、 “三废”处理的前景
五、本课程与其它课程关系
先行课程：物理化学、化工原理
后续课程： 专业实验、毕业实习、毕业设计
六、教材及参考文献
教材：卞进发 彭德厚 主编.化工工艺概论(第二版) .北京：化学工业出版社，2010.5
参考文献：
1. 曾之平，王扶明主编. 化工工艺学. 北京：化学工业出版社，2001
2. 朱宪主编. 绿色化学工艺. 北京：化学工业出版社，2001
3. 廖巧丽 米镇涛．化学工艺学．（第二版）．北京：化学工业出版社，2001
4. 董大勤主编. 化工设备机械基础. 北京：化学工业出版社，1994
5. 冯元琦主编. 甲醇生产操作问答. 北京：化学工业出版社，2000
6. 张立德主编,纳米材料,化学工业出版社，2000等。
七、课程教学的基本要求
本课的教学环节包括课堂讲授，观看生产录相，习题，查新，答疑和期末考试。重点放在分析和讨论生产工艺中反应、分离部分的工艺原理、影响因素、确定工艺条件的依据、反应设备的结构特点、流程的组织等。同时，对工艺路线、流程的经济技术指标、能量回收利用、副产物的回收利用及废物处理运作一定的论述。通过加强基础、面向实际、引导思维、启发创新，使学生获得广博的化工工艺知识，培养理论联系实际的能力，为其将来从事化工过程的开发、设计、建设和科学管理打下牢固的化工工艺基础。总评成绩 = 平时（30%）+闭卷考试（70%）。